Inimesed on alati mures, et tulnukate tsivilisatsioonid tuvastavad meie vanadest raadiosaadetest ja telesaadetest ülekanded ning saadavad sissetungilaevastiku. Kuid reaalsus on see, et elu ise on edastanud Maa olemasolust 500 miljonit aastat.
Süüdista seda taimedes.
Lisaks atmosfääri hapnikule täitmisele eraldavad taimed ka väga spetsiifilist infrapunakiirguses nähtavat lainepikkust. See on signaal, mida teised tsivilisatsioonid võiksid galaktikat skaneerides otsida.
Seda me otsime ka.
Kuid ärge süüdistage ainult taimi. Ka muud eluvormid on andnud signaale, signaale, mida võime otsida, kui avastame uusi eksoplaneete ja uurime, kas neil seal on elu.
NASA kosmoselaev Galileo lasti käiku 18. oktoobril 1989. Selle missioon oli muidugi lennata Jupiterisse ja minna orbiidile, uurides aastaid planeeti ja selle kuusid.
Kahjuks polnud NASA-l rasket tõstetava ülemise astme raketti, mida nad lootsid kasutada kosmoselaeva otse Jupiterisse saatmiseks. Selle asemel kavandasid nad välja terve rea nutikaid lendmanöövreid, mis annaksid kosmoselaevale vajaliku kiiruse Jupiterisse pääsemiseks.
Esmalt lendas see Veenusest mööda 10. veebruaril 1990, siis Maale 8. detsembril ja siis jälle Maa täpselt kaks aastat hiljem.
Galileost Maast möödudes jäädvustas see fotosid Maast ja Kuust, näidates meie planeeti ainulaadsest vaatepunktist.
Carl Sagan vaatas Galileost pärit pilte ja andmeid ning teatas, et kosmoseaparaat on leidnud tõendeid rikkaliku gaasilise hapniku, laialdaselt levinud pinnapigmendi, millel on nähtava spektri punases osas terav neeldumisserv, ja äärmisel termodünaamilisel atmosfäärilisel metaanil tasakaalutu ”
Teisisõnu, Galileo oli avastanud elu Maal.
Tegelikult, kui NASA missioon OSIRIS-REx võttis sarnase lendorava, viisid missiooniga teadlased selle katse uuesti läbi, märkides seekord, et Maa atmosfäär sisaldas metaani, hapniku ja osooni taset, mis oli palju kõrgem, kui võiksite oodata. surnud maailm.
Veel kord avastasid astronoomid, et Maal on elu.
Samuti leidsid nad, et 2017. aasta süsinikdioksiidi tase oli 14% kõrgem ja 12% rohkem metaani, kui Galileo tegi 30 aastat varem samad vaatlused.
Kas me saame seda tehnikat kasutada elu leidmiseks teistes maailmades?
Hiljutises ajakirjaartiklis "Maa fotosünteetilise punase serva biosignatuuri ajajoone laiendamine" uurivad teadlased Jack T. O'Malley-James ja Lisa Kaltenegger, milline oleks Maa väljanägemine selle ajaloo erinevatel ajastutel viimase miljardite aastate jooksul . Ja milliseid signaale nad annavad, meie teleskoopide abil tuvastatavad.
Külastage peaaegu kõiki maakera kohti ja näete taimi kõikjal. Puud, džunglid, rohud, isegi ookeanid on taimedega täidetud.
Umbes viimase 500 miljoni aasta jooksul on klorofüll olnud kõikjal, andes taimedele rohelise värvuse, kuna nad peegeldavad 500 nanomeetri juures palju valgust.
On palju asju, mis nähtavate lainepikkuste korral võivad rohelised välja näha. Kuid taimed peegeldavad infrapunaspektris tugevalt, lainepikkuse vahemikus 700 kuni 750 nm. Nagu näiteks suurusjärk, mis peegeldab rohkem kui ükski teine osa spektrist.
Vaadake maad sellel väga spetsiifilisel lainepikkusel ja vaadake, kuidas see põleb. See on punane serv.
Kuid selle uue paberi kohaselt ei anna mitte ainult taimed endast ilmset signaali. Teadlased modelleerisid Maa elu erinevatel ajastutel ajas tagasi, simuleerides, milline meie planeet kaugetele vaatlejatele välja näeks.
Enne taimede vallutamist olid kõige edukamad eluvormid samblik, fotosünteesivate bakterite ja seente sümbiootiline partnerlus. Samblike maastik näeb salvei värvi ja piparmündi roheliseks. See samblike katvus oleks loonud ka fotosünteetilise punase serva allkirja, mis erines selgelt taimedega kaetud planeedist.
Ajavahemikus 500 miljonit kuni 1,2 miljardit aastat oleks Maa levinud samblike signaalina.
Enne seda oleksid domineerinud sinivetikad, nagu tiigid katavad vetikad, hõlmates osa planeedi osast. Ja taas oleks see genereerinud ka oma punase serva signaali.
Alates 1,2 miljardist kuni 2 miljardit aastat tagasi levitas Maa tsüanobaktereid.
Mis siis saab, kui võõrastel maailmadel pole taimi? Punase serva loovad ka muud eluvormid. Teadlaste sõnul peegeldavad mõned korallitüübid infrapunas veelgi paremini. Nad pole siin maa peal laialt levinud, kuid võib-olla võiksid nad võõras maailmas domineerida.
Isegi mõnedel loomadel, näiteks merelõikudel, on punane serv suurenenud 35%. Kujutage ette merelõikude planeeti.
Peame siiski olema ettevaatlikud, kuid leidub mineraale, mis võivad valepositiivseid tulemusi anda. Näiteks täiesti surnud planeet, mille paljastatud kivimid sisaldavad elavhõbedasulfiidi, võiks jäljendada punast serva.
Nüüd teame, et klorofüll või muu sarnane kemikaal võiks olla selge ekstrasolaarse planeedi elu näitaja, millised teleskoobid on töödes, et neid tegelikult jälgida? Millal me saame tegelikult planeeti jälgida ja teada, kas seal kasvab võõrtaimi.
Meie planeetide detekteerimismeetodites kasutatakse praegu radiaalse kiiruse meetodit, kus tähelt tuleva valguse lainepikkus on punane ja sinise nihkega, kui planeedid seda oma raskusega ümbritsevad.
See näitab meile planeetide massi, kuid ei näita meile, millest need on tehtud.
Transiidimeetod mõõdab blokeeritud valguse hulka, kui planeet läbib otse meie ja tähe vahel. Hämardatud tähevalguse hulga mõõtmise abil saavad astronoomid hinnata planeedi suurust.
Ainult viimase paari aasta jooksul on astronoomid välja töötanud tehnika planeedilt endalt tuleva valguse analüüsimiseks. Nad mõõdavad tähelt ja planeedilt tuleva valguse keemilist spektrit koos ja eraldavad siis selle, mis just planeedilt tuleb.
Seda tehnikat kasutades on astronoomid leidnud jõhkralt kuumad planeedid, kus pilved sisaldavad rauda ja kivimi. Nagu tavaliselt, alustavad astronoomid ekstreemsete maailmade avastamist ja täpsustavad oma tehnikaid paremate tööriistade saamisel.
Kuid kõige produktiivsem meetod on otsene pildistamine. Selle abil kasutab Maa või kosmosepõhine teleskoop tähelt tuleva valguse blokeerimiseks koronograafi, võimaldades jälgida ainult planeedi valgust.
Seda tehnikat kasutades saaks võimas teleskoop analüüsida planeedi atmosfäärist lähtuvat valgust. Oleme selle tehnika kohta teinud terve osa, kuid ESA ARIEL-missioon, mis peaks käivituma aastal 2028, on üks esimesi vahendeid, mis on pühendatud teiste maailmade atmosfääri skaneerimisele.
Maapinnal asuvad supervaatluskeskused, nagu Magellani teleskoop ja Euroopa eriti suur teleskoop, saavad ka otse maapinnast jälgida eksoplaneedi atmosfääri. Nad tulevad võrku järgmise poole aastakümne jooksul, nii et oodata pole liiga kaua.
Viimane idee on tõesti lahe, kasutades sellist peegeldunud valgust, mida nimetatakse planetshine'iks. Kui Kuu on väga õhukese poolkuu juures, valgustab Päike vaid pisikest Kuu viilu. Ülejäänud on valgustatud Maalt peegelduva valgusega. Me kutsume seda Earthshine'iks.
Vaadeldes ainult Kuul peegelduvat valgust, võisid astronoomid õppida Maa kohta tohutult palju. Heleduse muutused võimaldavad astronoomidel kaardistada mandrid Maal ja selgitada välja meie planeedi ookeanide suurus. Nad võisid näha ilmastikumustreid ja aastaaegade muutumisel muudaks pooluste lähedal olev lumikate Kuust peegelduva valguse hulka.
Ja peegeldunud infrapunakiirgus võiks tänu peegeldunud punasele servale näidata taimset elu Maal.
Kui teadlased soovitavad saata kosmosesse signaali, et maavälistest tsivilisatsioonidest teada saada, et me siin oleme, ärge muretsege tulnukate sissetungi pärast. Kõik välismaalased, kes on signaalide vastuvõtmiseks piisavalt lähedal, teavad juba, et oleme siin. Meie taimed, samblikud ja bakterid andsid meile miljoneid ja isegi miljardeid aastaid tagasi loobuda.
Kuid võtke lohutust, kuna meie uued teleskoobid tulevad võrku, reedavad ka nende taimed neid.
